انواع قاب ساختمانی و کاربرد هر کدام

زمان مطالعه: 4 دقیقه

می‌دانید که سازه‌های فلزی و بتنی معروف‌ترین نوع ساختمان‌ها هستند. ساختار این سازه‌ها باید طوری باشد که تمام بارهای وارده را تحمل کرده و بارهای اضافه را به زمین انتقال دهند. این امر باعث عدم آسیب دیدن و تخریب سازه در برابر نیروهای استاتیک و داینامیک می‌شود. ساختار اسکلت‌ها، تیرها و ستون‌ها و نحوه اتصال آنها به همدیگر نقش زیادی در تحمل بار توسط ساختمان دارد. طبق این نکته و با توجه به نوع بنا و کاربرد آن، از سیستم‌ متفاوتی برای ایجاد اجزای باربر سازه استفاده می‌کنند. در این نوشته به معرفی انواع قاب‌ ساختمانی و کاربرد آنها می‌پردازیم. با این مطلب کاربردی از اصفهان آهن همراه باشید.

قاب ساختمانی چیست؟

این متدها که به دو نوع قاب سخت و مهاربندی شده تقسیم می‌شوند، از عناصر اصلی ساخت‌و‌ساز هستند. نحوه استفاده از آنها در بناهای مختلف با هم تفاوت دارد. به‌عنوان‌مثال سازه‌هایی که از نوع سخت استفاده می‌کنند، با اتصالات پین طبقه‌بندی می‌شوند و قاب‌های صلب نیز در آنها ثابت هستند؛ در صورتی که در سیستم مهاربندی شده، از انواع شیروانی و پورتال استفاده می‌کنند. در تعریفی ساده‌تر می‌توان گفت مکان و ساختار المان‌های باربر بنا مانند تیرها، ستون‌ها، مهاربندها و نحوه اتصال آنها را قاب‌های ساختمانی می‌گویند که تاثیری مستقیم در انتقال بارهای افقی و عمودی دارند.

قاب در اصل به سازه‌ای گفته می‌شود که با استفاده از آن، تیر را توسط مفصل‌های گوناگونی به ستون متصل می‌کنند. این نوع اتصال که بسیار ساده انجام می‌شود، موجب جدا شدن تیرها و ستون‌ها از هم شده و زاویه‌ای حدودا 90 درجه (یا پایین‌تر) بین آنها بوجود می‌آورد. (در واقع هیچ‌گونه لنگری ساخته نمی‌شود)

این سیستم‌ها برای حفظ سازه در مقابل نیروهایی مانند باد، وزن ساختار و زلزله به‌کار می‌روند.  نکته‌ای که باید به آن توجه کنید این است که در مورد استحکام سازه‌ها، دقت در مسائلی مانند اجرای قالب‌بندی فونداسیون، قاب و خرپا اهمیت ویژه‌ای دارد. نکته دیگر اینکه بررسی مصالحی همچون قیمت روز تیرآهن تاثیر زیادی در برآورد هزینه کلی این قاب‌ها دارد.

انواع قاب‌‌‌های ساختمانی

با توجه به کاربرد هر ساختمان و نیازهای بنا، انواع متفاوتی از این قالب‌ها با تنوع بالا موجود هستند. در ادامه این بخش می‌خواهیم دسته‌بندی آنها را بررسی و هر کدام را تعریف کنیم.

قاب ساختمانی ساده

در این سیستم، تمامی اتصالات به‌طور مفصلی انجام می‌شوند و به هیچ‌وجه نمی‌توان نیروهای لنگری را منتقل کرد. وظیفه اصلی تیرها و ستون‌ها در متد ساده، انتقال دادن بارهای مرده و زنده، ابتدا به فونداسیون و پس از آن به زمین است.

قاب خمشی

از این سیستم برای دفاع در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله استفاده می‌کنند. این نوع خود به سه دسته قاب خمشی معمولی، فولادی، ویژه و متوسط تقسیم می‌شود.

قاب خمشی معمولی

این سیستم، بسیار دقیق ساخته می‌شود و از تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی در صورت وقوع زلزله پیش‌گیری می‌کند؛ البته ممکن است در این حین آسیب‌هایی به بنا وارد شود. با‌توجه به این مورد در مناطقی که احتمال زلزله زیاد باشد، از آن استفاده نمی‌شود.

قاب خمشی فولادی

در ساختمان‌های اداری از این سیستم استفاده می‌شود؛ چون رفت‌و‌آمد در این مکان‌ها زیاد است و نیاز به فضایی منعطف و آزاد برای انجام فعالیت‌های مختلف می‌باشد. در این نوع متد، از دیوارهای برشی یا مهاربندها استفاده نمی‌شود و بارهای جانبی بوسیله آن مهار می‌شوند.

قاب خمشی ویژه

این نوع سیستم، مقاومت بالایی دارد و از تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی پیش‌گیری می‌کند. از این متد در مناطقی با احتمال وقوع زلزله یا بادهای شدید و طوفان‌ها استفاده می‌شود.

قاب خمشی متوسط

مقاومت این سیستم‌ها در برابر تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی بسیار کم است. در این روش از مفاصل پلاستیکی در اواخر تیر و بعد از قسمت اتصال تیر به ستون استفاده می‌کنند. این متد در مناطقی با احتمال زلزله پایین یا متوسط کاربرد دارند.

قاب‌‌های مهاربندی‌‌شده

یک نوع دیگر از قاب ساختمانی، سیستم مهاربندی شده‌است که اعضای افقی، عمودی و قطری دارد. اعضای افقی حاوی تیرها، اعضای عمودی (قائم) حاوی ستون‌ها و اعضای قطری نیز شامل مهاربندی‌ها هستند. این سیستم در برابر نیروهای جانبی از سازه حافظت می‌کند و به دو شکل همگرا و واگرا اجرا می‌شود. در بادبند یا مهاربندهای همگرا، محور اعضای قطری در نقطه‌ای از ستون یا تیر در محلی که همدیگر را قطع می‌کنند، به یکدیگر نزدیک می‌شوند.

مطالعه بیشتر: منظور از سازه Lsf چیست؟

قاب ساختمانی ساده و خمشی چه تفاوتی با هم دارند؟

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های این دو نوع سیستم، میزان تحمل و مقاومت آنها در برابر بارهای وارده بر بنا است. از طرفی نوع اتصالات این دو قالب نیز با هم بسیار تفاوت دارد. در نوع خمشی از تکیه‌گاه گیردار و اتصالات صلب استفاده می‌شود، در صورتی‌که در قاب‌های ساده، اتصالات مفصلی به‌کار می‌روند. توجه داشته باشید که تفاوت دو نوع اتصالات صلب و مفصلی در دایره توخالی است. در صورت وجود دایره به آن مفصلی و در صورت عدم وجود، به آن صلب می‌گویند.

با توجه به این نکته، یکی دیگر از تفاوت‌های این دو نوع در وجود همین دایره‌های توخالی است. تفاوتی دیگر که میان قاب خمشی و ساده وجود دارد اتصالات بین تیر و ستون است. همان‌طور که گفته شد، وظیفه سیستم ساده تحمل بارهای عمودی و وظیفه قاب خمشی تحمل بارهای جانبی است و در نتیجه نوع اتصالات در این دو تفاوت دارد. در هر سازه میزان تحمل بارهای عمودی و جانبی به سختی جانبی بنا بستگی دارد و یکی دیگر از تفاوت‌های سیستم خمشی و ساده، بودن یا نبودن سختی جانبی است.

از قاب‌ ساختمانی برای بالا بردن مقاومت سازه‌های فلزی و بتنی در برابر نیروهایی مانند زلزله، طوفان و دیگر نیروهای داینامیکی استفاده می‌شود. در این نوشته به سوال «قاب ساختمانی چیست؟» پاسخ دادیم و همچنین با انواع آن آشنا شدیم. امیدواریم از این مطلب کاربردی لذت برده باشید. لطفا نظرات و پیشنهادات خود را در قسمت دیدگاه‌ها با ما در میان بگذارید.

قاب‌های خمشی در برابر زلزله مقاومت بیشتری دارند یا قاب‌های ساده؟

استحکام بناهایی با نوع خمشی در برابر زلزله بیشتر است، زیرا این نوع سیستم‌ها در برابر نیروهای جانبی مقاوم هستند.

مفصل‌های پلاستیکی موجود در قاب خمشی چگونه هستند؟

این مفصل‌ها به صورت دورانی هستند.

مهاربندی همگرا و واگرا چه تفاوتی با هم دارند؟

در نوع واگرا، قطرها همدیگر را قطع نمی‌کنند و نقطه عبور یکسانی ندارند.